火灾自动报警器毕业设计论文

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路的主控制芯片。电路主要包括，火灾探测器、单片机及其扩充电路、输入、输出接口电路还有电源。电路框图如2.3所示。

图2.3 整体框图

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3 硬件电路各部分的设计

3.1 核心部分的设计 3.1.1 80C51的引脚图及功能

如左图3.1.1所示是40引脚双列直插的80C51管脚图。其中电源和晶振，大家都是比较了解的就不用在详细介绍。

下面主要介绍80C51中比较重要的引脚的功能： (1)I/O口 有4个，32根。

P0——8位、漏极开路的双向口I/O。当使用片外存储器时，作地址和数据分时复用。在程序校验期间，输出指令字节（这时需要外加上拉电路）。P0作为总线时能驱动8个LSTTL负载。在本设计中此I/O口用做输

图3.1.1 80C51引脚图 出来给数码管提供输入信号。

P1——8位、准双向I/O口。在编程/校验期间，用做输入低位字节地址。P1

口能驱动4个LSTTL负载。在此我们用它作为键盘的输入口。

P2——8位、准双向I/O口。当使用片外存储器时，输出高8位地址。在编程/校验期间，接收高位字节地址。P2口可以驱动4个LSTTL负载。在此我们设计的采集信号输入口和报警输出口都是用的P2口。

P3——8位、准双向I/O口，具有内部上拉电路。

P3提供各种替代功能。在提供这些功能时，其输出锁存器应由程序置1。P3口可以输入/输出4个LSTTL负载。P3.0—RXD 串行输入口的输入。P3.1—TXD（串行输出口），输出。P3.2—INT0 ，在外部中断0的输入。P3.3—INT1，外部中断1的输入。P3.4—T0，定时器/计数器0的外部输入。P3.5—T1，定时器/计数器1的外部。P3.6—WR，低电平有效，输出，片外数据存储器写选通。P3.7—RD，低电平有效，输出，片外数据存储器读选通。 （2）控制线：共4根。

RST—复位输入信号，高电平有效，在振荡器工作时，在RST上作用两个机器周期以上的高电平，期间复位。

EA/VPP—片外程序存储器访问允许信号，低电平有效。再编程时，其上施加21V

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的编程电压。

ALE/PROG—地址锁存允许信号，输出。用作片外存储器访问时，低字节地址锁存。ALE一1/6的振荡频率稳定速率输出，可用作对外输出的时钟或用于定时。在EPROM编程期间，作输入。输入编程脉冲（PROG）。ALE可以驱动8个LSTTL负载。 PSEN—片外程序存储器选通信号，低电平有效[4]。在从片外程序存储器取指令期间，在每个机器周期中，在PSEN有效时，程序存储器的内容被送上P0口PSEN可以驱动8个LSTTL负载。 3.1.2 80C51单片机的复位方式

复位是单片机的初始化操作，其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键以重新启动。主要的复位方式有三种：上电自动复位、按键电平复位和外部脉冲复位[5]。此次设计是用按键电平复位。

按键电平复位是通过复位端经电阻与VCC

电源接通而实现的，电路如图3.1.2所示。按键电平复位电路中的电阻、电容参数设置都适合与设计的振荡电路，能保证复位信号高电平

持续时间大于2个机器周期。 图3.1.2 按键电平复位 3.1.3 80C51的时钟电路

时序电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，而时序所研究的是指令执行而时序所研究的是指令执行中各信号之间的相互关系。单片机本身就如一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。

在80C51单片机内带有时钟电路，因此只需要在片外通过XTAL1和XTAL2引脚接入定时控制元件（晶体振荡器和电容），即可构成一个稳定的自激振荡器。在80C51芯片内部有一个高增益反相放大器，而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容。80C51单片机的时钟电路如图3.1.3所示。

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图3.1.3 80C51单片机的时钟电路

由图可见，时钟电路由下列几部分组成：振荡器及定时控制元件、时钟发生器、地址锁存允许信号ALE。

(1)振荡器及定时控制元件

在80C51芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，其输出端为引脚XTAL2。只需要在片外通过XATL1和XATL2引脚跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，振荡器即可工作。

振荡器的工作可以由（PD）位（特殊功能寄存器PCON中的一位）控制。当（PD）置1时，振荡器停止工作，系统进入低功耗工作状态。

振荡器的工作频率一般在1.2 ～12MHz之间，现在由于制造工艺的改进，频率正向两端延伸，高端可达40MHz，低端可达0Hz。

一般用晶体作定时控制器件；在不需要高精度参考时钟时，也可以用电感代替晶振；有时也可以由外部引入时钟脉冲信号。

用晶振和电容构成谐振电路。C1和C2虽没有严格要求，但电容的大小影响振荡器的稳定性和起振的快速性，通常选用10～30pF左右。在设计电路板时，晶振、电容等均应尽可能靠近芯片，以减小分布电容，保证振荡器振荡的稳定性。

当用电感或陶瓷谐振器作定时控制元件时，也是用电感或陶瓷谐振器构成谐振电路。此时的电容C1、C2在40pF±10pF。

在由多片单片机组成的系统中，为了单片机之间时钟信号的同步，应当引入惟一的公用外部脉冲信号作为各单片机的振荡脉冲。

当外部输入时钟信号时，外部信号接入XTAL1和XTAL2端悬空不用。对外部信号的占空比没有要求，高低电平持续时间不小于20ms。

(2)内部时钟发生器

内部时钟发生器实质是一个2分频的触发器。其输入由振荡器引入的，输出

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